Dünnschichtmodule in der Photovoltaik
Dünnschicht-Photovoltaikmodule sind eine innovative Lösung im Bereich der Solarenergie, die durch ihre Flexibilität und geringeren Materialeinsatz punkten. Sie eignen sich besonders für großflächige Anwendungen und bieten spezifische Vorteile in Bezug auf Kosten und Anpassungsfähigkeit. In diesem Artikel erfahren Sie alles über die Vor- und Nachteile, die Herstellung, die Positionierung und die Montage von Dünnschichtmodulen.
Das Wichtigste in Kürze
- Dünnschichtmodule bestehen aus sehr dünnen Halbleiterschichten anstelle von kristallinem Silizium, wodurch sie flexibler und leichter sind.
- Sie haben in der Regel einen geringeren Wirkungsgrad als kristalline Module.
- Dünnschichtmodule eignen sich besonders für große Flächen, Fassadenintegration oder Dächer mit geringer Tragfähigkeit.
Dünnschichtmodule: Vorteile und Nachteile
Vorteile
- Flexibilität: Dünnschichtmodule sind leicht und flexibel, was ihre Installation auf verschiedensten Oberflächen ermöglicht.
- Kosten: Günstiger in der Herstellung als traditionelle kristalline Module.
- Schwaches Licht: Gute Leistung bei schwachem Licht und hohen Temperaturen.
Nachteile
- Wirkungsgrad: Niedriger als bei kristallinen Modulen (6-12 %).
- Platzbedarf: Erfordert mehr Fläche für die gleiche Energieerzeugung.
- Degradation: Schnellere Leistungsabnahme über die Zeit.
Größter Vorteil: Flexibilität und Anpassungsfähigkeit
Der größte Vorteil von Dünnschichtmodulen liegt in ihrer Flexibilität und Anpassungsfähigkeit. Durch ihr geringes Gewicht und ihre Biegsamkeit können diese Module auf verschiedensten Oberflächen installiert werden, die für traditionelle kristalline Module ungeeignet wären. Dies schließt gebogene Dächer, Fassaden und sogar Fahrzeugoberflächen ein. Ihre Fähigkeit, auch bei schwachem Licht und hohen Temperaturen effizient zu arbeiten, macht sie besonders attraktiv für urbane und industrielle Anwendungen, wo optimale Sonneneinstrahlung nicht immer gewährleistet ist.
Herstellung von Dünnschichtmodulen
Dünnschichtmodule werden durch das Auftragen von dünnen Schichten aus lichtabsorbierendem Material auf ein Trägermaterial hergestellt. Typische Materialien sind Cadmiumtellurid (CdTe), amorphes Silizium (a-Si) und Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS).
Herstellungsprozess
- Das Trägermaterial wird mit einer oder mehreren dünnen Schichten des lichtabsorbierenden Materials beschichtet.
- Die Schichten werden strukturiert und miteinander verbunden, um die elektrischen Kontakte zu bilden.
- Die fertigen Module werden versiegelt und in Rahmen eingefasst, um sie vor Umwelteinflüssen zu schützen.
Positionierung von Dünnschichtmodulen
Die Effizienz von Photovoltaik-Modulen hängt wesentlich von deren Neigung und Ausrichtung ab. Dünnschichtmodule bieten hierbei den Vorteil flexibler Montageoptionen. Ein Neigungswinkel von 20 bis 30 Grad gilt dabei als optimal. Um die Sonneneinstrahlung bestmöglich zu nutzen und die Energieerzeugung zu maximieren, ist eine südliche Ausrichtung der Module am vorteilhaftesten.
Zusätzlich kann durch die Anpassung der Neigung und Ausrichtung während verschiedener Jahreszeiten die Effizienz weiter gesteigert werden, was die Gesamtproduktivität des Solarsystems über das Jahr hinweg erhöht. Solche Anpassungen ermöglichen es, auch unter variierenden Wetterbedingungen und Sonnenpositionen optimale Leistung zu erzielen.
Montage von Dünnschichtmodulen
Die Montage von Dünnschichtmodulen ist aufgrund ihrer Flexibilität und Leichtigkeit besonders einfach und vielseitig. Sie können auf verschiedenen Oberflächen, einschließlich Fassaden und unregelmäßigen Dachformen, installiert werden.
Montageansätze:
- Verklebung: Dünnschichtmodule können direkt auf die Oberfläche geklebt werden, was die Montagezeit und -kosten reduziert.
- Rahmenmontage: Für zusätzliche Stabilität können die Module auch in Aluminiumrahmen gefasst und auf herkömmliche Weise montiert werden.
Installation und Wartung
Die Installation von Dünnschichtmodulen sollte immer von einem zertifizierten Fachbetrieb durchgeführt werden. So sind höchste Effizienz und Sicherheit gewährleistet. Unter Umständen kann dadurch auch der Versicherungsschutz für die Module optimiert werden.
Regelmäßige Wartung und Reinigung sind unerlässlich, um die Leistungsfähigkeit der Solarmodule zu erhalten. Eine Anlage sollte alle ein bis zwei Jahre von Fachpersonal geprüft und bei Bedarf gereinigt werden. Überwachungssysteme können dabei helfen, die Anlage kontinuierlich zu überwachen und mögliche Probleme frühzeitig zu identifizieren.
Hinweis
Es gibt keine speziellen Förderungen für die Dünnschichtmodule – es greifen die normalen Fördermöglichkeiten für PV-Anlagen.
Dünnschichtmodule im Vergleich zu anderen Modultypen
Beim Kauf von Solarmodulen ist es entscheidend, die Unterschiede zwischen den verschiedenen Typen zu kennen, um die bestmögliche Kaufentscheidung zu treffen.
| Kriterium | Monokristallin | Polykristallin | Dünnschicht |
|---|---|---|---|
| Effizienz | Hoch (18-22%) | Mittel (15-18%) | Niedrig (6-12%) |
| Kosten | Hoch | Mittel | Niedrig |
| Platzbedarf | Gering | Mittel | Hoch |
| Langlebigkeit | Hoch | Mittel | Variabel |
| Umweltbilanz | Höherer Energieeinsatz | Geringerer Energieeinsatz | Variabel |
| Empfohlene Nutzung | Kleine Dachflächen, Wohnhäuser | Größere Dachflächen, Gewerbe | Große Flächen, Industrie |
Fazit
Dünnschichtmodule stellen eine effektive Lösung für Solaranwendungen dar, besonders wenn Flexibilität und Kosten eine Rolle spielen. Ihre einfache Herstellung und geringeren Materialkosten machen sie zu einer kostengünstigen Alternative zu traditionellen kristallinen Siliziummodulen.
Mit ihrer Fähigkeit, auch unter diffusen Lichtbedingungen oder bei geringer Sonneneinstrahlung effizient zu arbeiten, bieten sie Vorteile in Regionen mit weniger idealen Wetterbedingungen.
Außerdem ermöglichen ihre flexiblen Eigenschaften die Installation auf unterschiedlichen Oberflächen, was sie besonders für architektonisch integrierte Photovoltaik oder unkonventionelle Installationsorte attraktiv macht. Insgesamt sind Dünnschichtmodule eine interessante Wahl für Projekte, die eine Balance zwischen Kosten, Anpassungsfähigkeit und Leistung suchen.
FAQs zu Dünnschichtmodulen
Dünnschicht-Photovoltaikmodule bestehen aus einer oder mehreren dünnen Schichten aus lichtabsorbierendem Material, die auf ein Trägermaterial aufgebracht werden. Zu den gängigen Materialien gehören Cadmiumtellurid (CdTe), amorphes Silizium (a-Si) und Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS).
Dünnschichtmodule haben typischerweise einen Wirkungsgrad von 6-12%. Obwohl dieser niedriger ist als bei kristallinen Modulen, bieten sie spezifische Vorteile wie Flexibilität und eine gute Leistung bei schwachem Licht und hohen Temperaturen.
Die größten Vorteile von Dünnschichtmodulen sind ihre Flexibilität, Leichtigkeit und die Fähigkeit, auch bei diffusen Lichtverhältnissen gut zu funktionieren.
Ein Nachteil von Dünnschichtmodulen ist ihr niedrigerer Wirkungsgrad im Vergleich zu kristallinen Modulen, was bedeutet, dass mehr Fläche benötigt wird, um die gleiche Energiemenge zu erzeugen. Zudem haben sie eine schnellere
Leistungsabnahme über die Zeit und eine potenziell kürzere Lebensdauer.
Dünnschichtmodule sind ideal für großflächige Anwendungen, einschließlich industrieller Dächer und Fassaden, wo Flexibilität und geringes Gewicht von Vorteil sind. Sie eignen sich auch für Anwendungen, bei denen herkömmliche kristalline Module aufgrund ihrer Steifigkeit und ihres Gewichts nicht geeignet sind.
Die Lebensdauer von Dünnschichtmodulen variiert je nach Material und Hersteller, liegt aber typischerweise zwischen 10 und 20 Jahren. Obwohl sie eine kürzere Lebensdauer als kristalline Module haben, bieten sie durch ihre niedrigen Kosten und Flexibilität einen attraktiven Kompromiss.
Sie können auf verschiedenen Oberflächen verklebt oder in Rahmen montiert werden. Eine fachgerechte Installation sollte von einem zertifizierten Betrieb durchgeführt werden, um optimale Leistung und Sicherheit zu gewährleisten.
Dünnschichtmodule unterscheiden sich von kristallinen Modulen hauptsächlich durch ihre Herstellung und ihre physikalischen Eigenschaften. Sie sind flexibler und leichter, haben aber einen geringeren Wirkungsgrad. Kristalline Module haben eine höhere Effizienz und Lebensdauer, sind jedoch schwerer und starrer.
Ihre kostenlose und unverbindliche
Beratungsanfrage
Ihre kostenlose und unverbindliche
Beratungsanfrage
Leitung Vertrieb
„Wir beantworten gerne alle Ihre Fragen innerhalb von zwei Werktagen.“